微生物課件-原核

1、1,,,第一章 原核生物的形態(tài)、構(gòu)造和功能,華東理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院課程——微生物學(xué),第二節(jié) 放線菌,第四節(jié) 立克次氏體、支原體、衣原體,目錄,第一節(jié) 細(xì)菌,第三節(jié) 藍(lán)細(xì)菌,3,微生物,,非細(xì)胞微生物（病毒和亞病毒因子）,細(xì)胞結(jié)構(gòu),,真核微生物,原核微生物,,細(xì)菌(Bacteria),古生菌(Archaea),,又稱真細(xì)菌（eubacteria），主要包括普通細(xì)菌、放線菌、藍(lán)細(xì)菌、支原體、立克次氏體和衣原體6種類型,古生菌在進(jìn)化譜

2、系上與真細(xì)菌及真核生物相互并列，且與后者關(guān)系更近，而其細(xì)胞構(gòu)造卻與真細(xì)菌較為接近，同屬于原核生物。,第一節(jié) 細(xì)菌,4,定義狹義上：一類細(xì)胞細(xì)短（直徑約0.5µm,長度0.5~5µm）、結(jié)構(gòu)簡單、胞壁堅(jiān)韌，多以二分裂方式繁殖和水生性較強(qiáng)的原核生物。廣義上：所有原核生物。,一、細(xì)菌的形態(tài)、構(gòu)造及其功能,5,球狀 桿狀 螺旋狀 其他形態(tài)（如絲狀、三角形、方形等）,6,1.球菌,7,,球菌根據(jù)其分裂的方向及隨

3、后相互間的連接方式可分為單球菌、雙球菌、四聯(lián)球菌、八疊球菌、鏈球菌和葡萄球菌等。,8,細(xì)胞分裂后，新個(gè)體分散而單獨(dú)存在，是單球菌，如尿素微球菌（Micrococcus ureae）。,9,Streptococuus（鏈球菌）,肺炎鏈球菌,金黃色葡萄球菌,淋病奈瑟氏球菌,2.桿菌,13,,14,,桿菌的細(xì)胞外形較為復(fù)雜，常用短桿狀、棒桿狀、梭狀、梭桿狀、分枝狀等，并且桿狀細(xì)菌的生長方式隨著細(xì)菌的生長狀態(tài)和培養(yǎng)條件會(huì)發(fā)生變化，一般不作為分類

4、依據(jù)。,圓桿菌,鏈桿菌,,圓桿菌 鏈桿菌,銅綠假單胞菌（綠膿桿菌）,,,結(jié)核分枝桿菌,炭疽病的病原菌 -----------炭疽桿菌,3.螺旋菌的3種類型,19,螺旋不足一環(huán)的螺旋狀細(xì)菌，為弧菌,滿2 ~ 6環(huán)的小型、堅(jiān)硬的螺旋狀細(xì)菌，為螺菌,旋轉(zhuǎn)周數(shù)多（多于6環(huán)），體長而柔軟的螺旋狀細(xì)菌為螺旋體,20,弧菌,螺旋菌,螺旋體,弧菌：,菌體只有一個(gè)彎曲，其程度不足一圈，形似“C”字或逗號(hào)，鞭

5、毛偏端生。,(寄生性弧菌-----蛭弧菌),霍亂弧菌,22,,23,,螺旋菌,螺旋體菌,24,梅毒密螺旋體,4、其它形狀,1）,柄桿菌,細(xì)胞上有柄（stalk）、菌絲（hyphae）、附器（appendages）等細(xì)胞質(zhì)伸出物，細(xì)胞呈桿狀或梭狀，并有特征性的細(xì)柄。 一般生活在淡水中固形物的表面，其異常形態(tài)使得菌體的表面積與體積之比增加，能有效地吸收有限的營養(yǎng)物；,2） 絲狀細(xì)菌,4.其他形態(tài),27,3） 方形細(xì)菌

6、4） 星形細(xì)菌,二、細(xì)菌的大小,28,細(xì)菌的大小一般用µm衡量，而其亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)則用nm作單位。一般，球菌的直徑為0.5 ~1.0 µm，桿菌為（0.5 ~ 1.0 ） µm × （1.0 ~ 3.0 ） µm .螺旋菌0.3~ 1 mm （直徑） × 1~ 50 mm（長度）(長度是菌體兩端點(diǎn)之間的距離，而非實(shí)際長度)一般用大腸桿菌作為代表，它的細(xì)胞平均長度約2&

7、#181;m，寬度約0.5µm。,29,一些原核細(xì)胞的大小和體積,較大 的細(xì)菌,30,1985年發(fā)現(xiàn)費(fèi)氏刺骨魚菌(0.08 mm x 0.6 mm)(Epulopiscium fishelsoni)比大腸桿菌大100萬倍,31,最大的細(xì)菌：德國 H N Schulz等發(fā)現(xiàn) 硫細(xì)菌（sulfur bacterium）：0.32~1mm Thiomargarita namibiensis，納米比亞嗜硫株菌,32

8、,最小的細(xì)菌,來自勞倫斯貝克利國家實(shí)驗(yàn)室和加州大學(xué)貝克利分校的科學(xué)家第一次捕捉到了一種“極小細(xì)菌” 的顯微成像，科學(xué)家相信這些生物代表了地球生命可能的最小尺寸極限。,科學(xué)家分析原核生物理論最小直徑100nm，小于該直徑的可能不具有繁殖能力。,基于綜合電子顯微鏡成像以及對(duì)該細(xì)菌的DNA描述，研究人員發(fā)現(xiàn)這種細(xì)菌非常微小，它的體積平均為0.009立方微米，意味著150個(gè)極小細(xì)菌相才當(dāng)于一個(gè)大腸桿菌。,最大和最小細(xì)菌的個(gè)體大小,33,Thio

9、margarita namibiensis，納米比亞嗜硫株菌（0.75mm）,,,Nanobacteria，納米細(xì)菌（100nm）,三、細(xì)菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu),34,細(xì)菌細(xì)胞的結(jié)構(gòu)圖,35,36,1、細(xì)胞壁,定義： 在細(xì)胞最外層、多孔性的、具有一定屏障作用的外壁， 水和某些化學(xué)物質(zhì)可以通過，但對(duì)大分子物質(zhì)有阻攔作用　化學(xué)組成：肽聚糖等,37,怎樣證實(shí)細(xì)胞壁的存在?,（1）細(xì)菌超薄切片的電鏡直接觀察；（2）適當(dāng)?shù)馁|(zhì)、壁染色，可以在光學(xué)顯微

10、鏡下看到細(xì)胞壁；（3）機(jī)械法破裂細(xì)胞后，分離得到純的細(xì)胞壁；（4）制備原生質(zhì)體，觀察細(xì)胞形態(tài)的變化；,38,細(xì)胞壁的功能怎樣?,（1）固定細(xì)胞外形和提高機(jī)械強(qiáng)度；,（2）為細(xì)胞的生長、分裂和鞭毛運(yùn)動(dòng)所必需；,（3）滲透屏障，阻攔酶蛋白和某些抗生素等大分子物質(zhì)（分子量大于800）進(jìn)入細(xì)胞，保護(hù)細(xì)胞免受溶菌酶、消化酶等有害物質(zhì)的損傷；,（4）細(xì)菌特定的抗原性、致病性以及對(duì)抗生素和噬菌體的敏感性的物質(zhì)基礎(chǔ)；,有報(bào)道說大腸桿菌的膨壓(tur

11、gor)可達(dá)2個(gè)大氣壓(相當(dāng)于汽車內(nèi)胎的壓力),革蘭氏染色,C.Gram（革蘭）于1884年發(fā)明的一種鑒別不同類型細(xì)菌的染色方法。,革蘭氏染色原理,（1）革蘭氏陽性菌的細(xì)胞壁,41,厚度大，化學(xué)組分簡單，一般含60% ~95%的肽聚糖和10% ~30%的磷壁酸。,肽聚糖，又稱黏肽、胞壁質(zhì)或黏質(zhì)復(fù)合物，是真細(xì)菌細(xì)胞壁的特有成分。 由肽和聚糖兩部分組成，其中的肽包括四肽尾和肽橋兩種，而聚糖則是由N-乙酰葡糖胺和N-乙酰胞

12、壁酸兩種單糖相互間隔連成的單鏈。,42,43,肽聚糖分子中的4種主要的肽橋類型,44,結(jié)合在G ＋細(xì)菌細(xì)胞壁上的一種酸性多糖，主要成分為甘油磷酸或核糖醇磷酸。,磷壁酸的主要生理功能：通過負(fù)電荷濃縮陽離子，以提高細(xì)胞膜上合成酶的活力；儲(chǔ)藏元素；調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)自溶素的活力，防止細(xì)胞自溶而死亡；為噬菌體的特異性吸附受體；賦予細(xì)菌特有的表面抗原，以用來菌種的鑒別。,磷壁酸,（2）革蘭氏陰性菌的細(xì)胞壁,45,厚度薄，層次多，成分復(fù)雜。機(jī)械強(qiáng)

13、度較G＋弱。,G ‐細(xì)菌的典型代表是大腸桿菌，其肽聚糖層埋藏在外膜脂多糖層（LPS）之內(nèi)。,46,G ‐細(xì)菌肽聚糖單體結(jié)構(gòu)與G ＋細(xì)菌基本相同，僅兩點(diǎn)有差異：①四肽尾的第三個(gè)氨基酸不是L-Lys，而是被m-DAP所代替； ②沒有特殊的肽橋，前后兩單體間的連接通過甲肽尾的第四氨基酸（D-Ala）與乙肽尾的第三個(gè)氨基酸（m-DAP）的氨基直接相連。,內(nèi)消旋二氨基庚二酸,47,外膜,外膜,又稱“外壁”，是G‐細(xì)菌細(xì)胞壁特有的結(jié)構(gòu)，化學(xué)

14、成分為脂多糖、磷脂和若干外膜蛋白。 脂多糖，是細(xì)胞壁最外層的一層較厚（8 ~ 10mm）的類脂多糖類物質(zhì)；外膜蛋白，指嵌合在脂多糖層和磷脂層外膜上的蛋白。,脂多糖的結(jié)構(gòu)如下：,,LPS,核心多糖,類脂A: 2個(gè)N-乙酰葡糖胺+5個(gè)不同的長鏈脂肪酸,,O-特異側(cè)鏈：多個(gè)己糖單位，內(nèi)含葡萄糖、半乳糖等,,內(nèi)核心區(qū),外核心區(qū)：5個(gè)己糖（包括葡糖胺、半乳糖、葡萄糖）,,3個(gè)2-酮-3-脫氧辛糖酸（KDO）,3個(gè)L-甘油-D-甘露庚糖（

15、Hep）,革蘭氏陽性菌：,肽聚糖層次多、厚,機(jī)械抗性強(qiáng),對(duì)溶菌酶、青霉素敏感,不含類脂和脂蛋白,不形成內(nèi)毒素,,,,,,革蘭氏染色陽性,革蘭色陽性菌和陰性菌對(duì)比,革蘭氏陰性菌：,肽聚糖層次少、薄,機(jī)械抗性差,對(duì)溶菌酶、青霉素不敏感,類脂、脂蛋白組成外膜,內(nèi)毒素,,,,,革蘭氏染色陰性,,革蘭色陽性菌和陰性菌對(duì)比,50,（3）抗酸細(xì)菌的細(xì)胞壁,抗酸細(xì)菌是一類細(xì)胞壁中含大量分枝菌酸等蠟質(zhì)的特殊G＋細(xì)菌。因其被酸性復(fù)紅染色后，不能像其他G＋細(xì)

16、菌被鹽酸乙醇脫色，故稱抗酸細(xì)菌。,在抗酸細(xì)菌細(xì)胞壁的外層，是一層厚實(shí)、無定形的蠟質(zhì)，使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)、染料、抗菌藥物難以進(jìn)入，故其生長緩慢，對(duì)藥物的抵抗力高。,抗酸細(xì)菌細(xì)胞壁的類脂含量可達(dá)60%，而肽聚糖的含量則很低，故反應(yīng)在染色反應(yīng)上雖呈G＋特性，但在壁的構(gòu)造上類似G-細(xì)菌（其類脂外壁層相當(dāng)于G-細(xì)菌的LPS層）。,古生菌又稱古細(xì)菌(Archaebacteria )或稱古菌, 是一個(gè)在進(jìn)化途徑上很早就與真細(xì)菌和真核生物相互獨(dú)立的生物類群,

17、主要包括一些獨(dú)特生態(tài)類型的原核生物,其細(xì)胞壁中都不含真正的肽聚糖, 而含假肽聚糖、糖蛋白或蛋白質(zhì)。,51,（4）古生菌的細(xì)胞壁,假肽聚糖pseudopeptidoglycan)的結(jié)構(gòu)雖與肽聚糖相似, 但其多糖骨架則是由N - 乙酰葡糖胺和N - 乙酰塔羅糖胺糖醛酸( N-acetyltalosaminouronic acid)以β- 1 , 3 - 糖苷鍵( 不被溶菌酶水解) 交替連接而成, 連在后一氨基糖上的肽尾由L-Glu、L-Al

18、a 和L-Lys 3 個(gè)L 型氨基酸組成, 肽橋則由L-Glu 1 個(gè)氨基酸組成。,雖然細(xì)胞壁是一切原核生物的最基本構(gòu)造,但在自然界長期進(jìn)化中和在實(shí)驗(yàn)室菌種的自發(fā)突變中都會(huì)產(chǎn)生少數(shù)缺細(xì)胞壁的種類; 此外, 在實(shí)驗(yàn)室中, 還可用人為方法通過抑制新生細(xì)胞壁的合成或?qū)ΜF(xiàn)成細(xì)胞壁進(jìn)行酶解而獲得人工缺壁細(xì)菌。,52,（5）缺壁細(xì)菌,實(shí)驗(yàn)室中形成,部分去除：球狀體,徹底除盡：原生質(zhì)體,缺壁細(xì)菌,人工方法去壁,自然界長期進(jìn)化中形成：支原體,自發(fā)缺壁突

19、變：L型細(xì)菌,,,,53,①L 型細(xì)菌(L-form of bacteria ) : 由英國李斯特(Lister ) 研究所的學(xué)者于1935 年發(fā)現(xiàn),故稱“L”型細(xì)菌。當(dāng)時(shí)發(fā)現(xiàn)一株桿狀細(xì)菌Streptobacillus moniliformis(念珠狀鏈桿菌) 發(fā)生自發(fā)突變，成為細(xì)胞膨大、對(duì)滲透敏感、在固體培養(yǎng)基上形成“ 油煎蛋”似的小菌落, 經(jīng)研究,它是一種細(xì)胞壁缺損細(xì)菌。②原生質(zhì)體( protoplast) : 指在人為條件下,

20、 用溶菌酶除盡原有細(xì)胞壁或用青霉素抑制新生細(xì)胞壁合成后, 所得到的僅有一層細(xì)胞膜包裹的圓球狀滲透敏感細(xì)胞。③球狀體( sphaeroplast) : 又稱原生質(zhì)球, 指還殘留了部分細(xì)胞壁( 尤其是G - 細(xì)菌外膜層) 的原生質(zhì)體。④支原體(Mycoplasma) : 是在長期進(jìn)化過程中形成的、適應(yīng)自然生活條件的無細(xì)胞壁的原核生物, 因?yàn)樗募?xì)胞膜中含有一般原核生物所沒有的甾醇, 故即使缺乏細(xì)胞壁, 其細(xì)胞膜仍有較高的機(jī)械強(qiáng)度。,

21、缺壁細(xì)菌,2.細(xì)胞膜,54,細(xì)胞膜( cell membrane ) 又稱細(xì)胞質(zhì)膜( cytoplasmic membrane )、 是一層緊貼在細(xì)胞壁內(nèi)側(cè), 包圍著細(xì)胞質(zhì)的柔軟、脆弱、富有彈性的半透性薄膜, 厚約7～8 nm。成分：由磷脂(占20%～30%) 和蛋白質(zhì)(占50%～70%)組成。細(xì)胞膜的主要成分是磷脂, 而膜是由兩層磷脂分子整齊地對(duì)稱排列而成的。其中每一個(gè)磷脂分子由極性頭(磷酸端) 和非極性尾( 烴端)所構(gòu)成。兩

22、個(gè)極性頭分別朝向內(nèi)外兩表面, 呈親水性, 而兩個(gè)非極性端的疏水尾則埋入膜的內(nèi)層, 于是形成了一個(gè)磷脂雙分子層。結(jié)構(gòu)：流動(dòng)鑲嵌模型,55,磷脂雙分子層,56,細(xì)胞膜的磷脂,在極性頭的甘油3C上，不同種微生物具有不同的R基，如磷脂酸、磷脂酰甘油、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰膽堿、磷脂酰絲氨酸或磷脂酰肌醇等。,非極性尾則由長鏈脂肪酸通過酯鍵連接在甘油的C1和C2位上組成，其鏈長和飽和度因細(xì)菌種類和生長溫度而異。,,57,細(xì)胞

23、膜的流動(dòng)鑲嵌模型,有關(guān)細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)與功能的解釋, 較多的學(xué)者仍傾向于1972 年由J .S .Singer 和G .L .Nicolson 所提出的流動(dòng)鑲嵌模型( fluid mosaic model) , 其要點(diǎn)為: ①膜的主體是脂質(zhì)雙分子層; ②脂質(zhì)雙分子層具有流動(dòng)性; ③整合蛋白因其表面呈疏水性, 故可“溶”于脂質(zhì)雙分子層的疏水性內(nèi)層中; ④周邊蛋白表面含有親水基團(tuán), 故可通過靜電引力與脂質(zhì)雙分子層表面的極性頭相連; ⑤脂質(zhì)分子間

24、或脂質(zhì)與蛋白質(zhì)分子間無共價(jià)結(jié)合; ⑥脂質(zhì)雙分子層猶如“海洋”, 周邊蛋白可在其上作“漂浮”運(yùn)動(dòng), 而整合蛋白則似“ 冰山”沉浸在其中作橫向移動(dòng)。,58,細(xì)胞膜的功能,控制內(nèi)外物質(zhì)運(yùn)輸 維持細(xì)胞內(nèi)正常滲透壓 合成細(xì)胞壁和糖被有關(guān)成分的場(chǎng)所 產(chǎn)能基地 鞭毛的著生部位,不同種類細(xì)菌的膜在其結(jié)構(gòu)和功能方面存在很大差異。 這種差異非常巨大且具有特征性，因此膜化學(xué)可被用于 對(duì)細(xì)菌進(jìn)行鑒定。,59,間體它是一種由細(xì)胞膜內(nèi)褶而形成的囊狀

25、構(gòu)造, 其內(nèi)充滿著層狀或管狀的泡囊。多見于G+ 細(xì)菌。每個(gè)細(xì)胞含一至數(shù)個(gè)。著生部位可在表層或深層, 前者可能與某些酶如青霉素酶的分泌有關(guān), 后者可能與DNA 復(fù)制、分配及細(xì)胞分裂有關(guān)。,間體(mesosome, 或中體),古生菌的細(xì)胞膜,疏水尾由長鏈烴組成親水頭與疏水尾通過醚鍵連接獨(dú)特的單分子層或單、雙分子混合層在甘油分子的C3位上，可連接磷酸酯基、硫酸酯基、糖基等與真細(xì)菌不同的基團(tuán),61,3、細(xì)胞質(zhì)（cytoplasm）,細(xì)

26、胞質(zhì)( cytoplasm) 是指被細(xì)胞膜包圍的除核區(qū)以外的一切半透明、膠體狀、顆粒狀物質(zhì)的總稱。其含水量約為80%。,細(xì)胞質(zhì)的主要成分為核糖體、貯藏物、酶類、中間代謝物、質(zhì)粒、各種營養(yǎng)物質(zhì)和大分子的單體等。,62,核糖體(ribosome)：,構(gòu)成：65%為核糖核酸， 35%為蛋白質(zhì) 蛋白質(zhì)合成的場(chǎng)所　　　 原核生物70S 真核生物80S 核糖體多，蛋白質(zhì)合成

27、速度快 核糖體少，蛋白質(zhì)合成速度慢,63,4.內(nèi)含物(inclusion body）,細(xì)胞內(nèi)含物( inclusion body) 指細(xì)胞質(zhì)內(nèi)一些形狀較大的顆粒狀構(gòu)造。主要包括：貯藏物磁小體羧酶體氣泡,64,聚-β- 羥丁酸( poly-β-hydroxybutyrate, PHB),碳源類貯藏物, 不溶于水, 而溶于氯仿, 可用尼羅藍(lán)或蘇丹黑染色, 具有貯藏能量、碳源和降低細(xì)胞內(nèi)滲透壓等作用。,,貯藏物（reserve

28、 materials）,65,異染粒(metachromatic granules),異染粒, 又稱迂回體，為磷源儲(chǔ)藏物，美藍(lán)染成紅紫色，是無機(jī)偏磷酸的聚合物, 分子呈線狀。一般在含磷豐富的環(huán)境中形成。具有貯藏磷元素和能量以及降低細(xì)胞滲透壓等作用。,硫粒（sulfur globules）,一些化能自養(yǎng)菌通過氧化還原性的硫化物如H2S，硫代硫酸鹽等產(chǎn)能。環(huán)境中硫素豐富時(shí)，胞內(nèi)以折光性很強(qiáng)的硫粒形式積累硫元素。環(huán)境中還原性硫缺乏時(shí)，硫

29、粒被細(xì)菌重新利用。,貯藏物（reserve materials）,66,磁小體(megnetosome),形狀為平截八面體、平行六面體或六棱柱體等, 成分為Fe3O4 , 外有一層磷脂、蛋白質(zhì)或糖蛋白膜包裹, 無毒, 具有導(dǎo)向功能, 即借鞭毛引導(dǎo)細(xì)菌游向最有利的泥、水界面微氧環(huán)境處生活。趨磁細(xì)菌還有一定的實(shí)用前景, 包括用作磁性定向藥物和抗體, 以及制造生物傳感器等。,67,羧酶體( carboxysome),又稱羧化體, 是存在于

30、一些自養(yǎng)細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)的多角形或六角形內(nèi)含物, 大小與噬菌體相仿( 約10 nm) , 內(nèi)含1 , 5 - 二磷酸核酮糖羧化酶, 在自養(yǎng)細(xì)菌的CO2 固定中起著關(guān)鍵作用。,68,氣泡(gas vacuoles),許多光能營養(yǎng)型、無鞭毛運(yùn)動(dòng)水生細(xì)菌中的泡囊狀內(nèi)含物, 內(nèi)中充滿氣體。具有調(diào)節(jié)細(xì)胞比重, 以使其漂浮在最適水層中的作用, 借以獲取光能、氧和營養(yǎng)物質(zhì)。每個(gè)細(xì)胞含數(shù)個(gè)至數(shù)百個(gè)氣泡, 它主要存在于多種藍(lán)細(xì)菌中。,微生物儲(chǔ)藏物的特點(diǎn)及生

31、理功能：,不同微生物其儲(chǔ)藏性內(nèi)含物不同,（例如厭氣性梭狀芽孢桿菌只含PHB，大腸桿菌只儲(chǔ)藏糖原，但有些光合細(xì)菌二者兼有）,微生物合理利用營養(yǎng)物質(zhì)的一種調(diào)節(jié)方式,當(dāng)環(huán)境中缺乏能源而碳源豐富時(shí)，細(xì)胞內(nèi)就儲(chǔ)藏較多的碳源類內(nèi)含物，甚至達(dá)到細(xì)胞干重的50%，如果把這樣的細(xì)胞移入有氮的培養(yǎng)基時(shí)，這些儲(chǔ)藏物將被作為碳源和能源而用于合成反應(yīng)。,儲(chǔ)藏物以多聚體的形式存在，有利于維持細(xì)胞內(nèi)環(huán)境的平衡，避免不適合的pH，滲透壓等的危害。,（例如羥基丁

32、酸分子呈酸性，而當(dāng)其聚合成聚-β-羥丁酸（ PHB）就成為中性脂肪酸了，這樣便能維持細(xì)胞內(nèi)中性環(huán)境，避免菌體內(nèi)酸性增高。）,儲(chǔ)藏物在細(xì)菌細(xì)胞中大量積累，是重要的自然資源。,70,5、核區(qū)(nuclear body),又稱核質(zhì)體、原核、擬核或核基因組。指原核生物所特有的無核膜包裹、無固定形態(tài)的原始細(xì)胞核。用富爾根(Feulgen)染色法可見到呈紫色、形態(tài)不定的核區(qū)。,71,核區(qū)的化學(xué)成分是一個(gè)大型的環(huán)狀雙鏈DNA 分子, 一般不

33、含蛋白質(zhì), 長度約0.25～3.00 mm,,質(zhì)粒(plasmid)：核外基因(細(xì)胞質(zhì)基因)　　　１環(huán)狀雙鏈小分子片段　　?。矝Q定細(xì)菌的某些遺傳特性　　　３獨(dú)立自我復(fù)制，可轉(zhuǎn)移，能攜帶一定的遺傳信息　　?。纯勺孕邢?在快速生長的細(xì)菌中, 核區(qū)DNA 可占細(xì)胞總體積的20%。核區(qū)除在染色體復(fù)制的短時(shí)間內(nèi)呈雙倍體外, 一般均為單倍體,72,細(xì)菌細(xì)胞的特殊構(gòu)造,不是所有細(xì)菌細(xì)胞都具有的構(gòu)造, 稱作特殊構(gòu)造, 一般指糖被( 包括莢膜和

34、粘液層)、鞭毛、菌毛和芽孢等,1、糖被(glycocalyx),包被于某些細(xì)菌細(xì)胞壁外的一層厚度不定的透明膠狀物質(zhì)。,糖被,松散，未固定在壁上：粘液層,在壁上有固定層次,包裹在單個(gè)細(xì)胞上,層次薄：微莢膜,層次厚：莢膜,包裹在細(xì)胞群上：菌膠團(tuán),,,,,73,,莢　膜 (200nm）,微莢膜 (<200nm),粘液層 (無明顯界面),菌膠團(tuán)（細(xì)胞群）,74,糖被的成分一般是多糖, 少數(shù)是蛋白質(zhì)或多肽, 也有多糖與多肽復(fù)合型的。經(jīng)

35、特殊的莢膜染色，特別是負(fù)染色（又稱背景染色） 后可在光學(xué)顯微鏡清楚地觀察到它的存在。,糖被的生物學(xué)功能： 保護(hù)作用 貯藏養(yǎng)料 作為透性屏障和離子交換系統(tǒng) 表面附著作用 信息識(shí)別作用 堆積代謝廢物,糖被的應(yīng)用：,76,2、鞭毛( flagellum, 復(fù)數(shù)flagella),生長在某些細(xì)菌表面的長絲狀、波曲的蛋白質(zhì)附屬物, 稱為鞭毛。鞭毛的長約15～20 μm, 直徑為0.01～0.02 μm。成分：為蛋白質(zhì)具有運(yùn)動(dòng)

36、功能結(jié)構(gòu)：鞭毛絲　鉤形鞘　基體,,77,鞭毛的結(jié)構(gòu),78,鞭毛的位置和數(shù)目具有細(xì)菌分類鑒定的意義,鞭毛運(yùn)動(dòng)機(jī)制：“旋轉(zhuǎn)論” “揮鞭論”,鞭毛生長方式：頂部延伸,1974年，美國學(xué)者西佛曼（M.Silverman）和西蒙（M.Simon）曾設(shè)計(jì)了一個(gè)“拴菌”試驗(yàn)(tethered-cell experiment)，設(shè)法把單毛菌鞭毛的游離端用相應(yīng)抗體牢牢“拴”在載玻片上，然后在光學(xué)

37、顯微鏡下觀察細(xì)胞的行為。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，該菌是在載玻片上不斷打轉(zhuǎn)（而非伸縮揮動(dòng)），從而肯定了“旋轉(zhuǎn)論”是正確的。,79,3、菌毛(fimbria),普通菌毛 性菌毛,80,,長在細(xì)菌體表的纖細(xì)、中空、短直、數(shù)量較多的蛋白質(zhì)類附屬物，具有使菌體附著于物體表面的功能。,每個(gè)細(xì)菌約有250～300條菌毛。有菌毛的細(xì)菌一般以革蘭氏陰性致病菌居多，借助菌毛可把它們牢固地粘附于宿主的呼吸道、消化道、泌尿生殖道等的粘膜上，進(jìn)一步定植和致病。,81,性毛(

38、pili),構(gòu)造和成分與菌毛相同，但比菌毛長，數(shù)量僅一至少數(shù)幾根。,性毛一般見于革蘭氏陰性細(xì)菌的雄性菌株（即供體菌）中，其功能是向雌性菌株（即受體菌）傳遞遺傳物質(zhì)。有的性毛還是RNA噬菌體的特異性吸附受體。,82,4.芽孢,芽孢(endospore spore):　產(chǎn)芽孢的菌有兩類　　好氧：芽孢桿菌屬　　厭氧：梭狀芽孢桿菌屬 特性：含水量低　耐熱　含DPA-Ca,83,（1）芽孢的幾個(gè)特點(diǎn),整個(gè)生物界中抗逆性

39、最強(qiáng)的生命體，是否能消滅芽孢是衡量各種消毒滅菌手段的最重要的指標(biāo)。,芽孢是細(xì)菌的休眠體，在適宜的條件下可以重新轉(zhuǎn)變成為營養(yǎng)態(tài)細(xì)胞；產(chǎn)芽孢細(xì)菌的保藏多用其芽孢。沒有繁殖功能,芽孢與營養(yǎng)細(xì)胞相比化學(xué)組成存在較大差異，容易在光學(xué)顯微鏡下觀察。（相差顯微鏡直接觀察；芽孢染色）,84,（2）顯微鏡下的芽孢,85,（3）芽孢的構(gòu)造,86,5.孢囊（cyst）,固氮菌的休眠結(jié)構(gòu) 抗逆作用，抗干旱，但并不完全抗熱含有PHB，能迅速氧化外源的能源。,

40、87,,6.伴孢晶體,伴孢晶體：在形成芽孢的同時(shí)形成的晶體內(nèi)含物　為有毒蛋白質(zhì)　一般一個(gè)細(xì)菌產(chǎn)生一個(gè)　作為生物農(nóng)藥例：蘇云金芽孢桿菌Bacillus thuringiensis）,四、細(xì)菌的群體形態(tài),88,固體培養(yǎng)基上半固體培養(yǎng)基液體培養(yǎng)基,89,平板上的菌落,90,半固體培養(yǎng)基中的狀態(tài),91,液體培養(yǎng)基中的狀態(tài),92,裂殖（大多數(shù)）,當(dāng)一個(gè)細(xì)菌生活在合適條件下，通過其連續(xù)的生物合成和平衡生長，細(xì)胞體積、重量不斷增大，最終

41、導(dǎo)致了繁殖。,,二分裂三分裂復(fù)分裂,五、細(xì)菌的繁殖,93,芽殖（少數(shù)）,母細(xì)胞表面形成突起，待其長大到與母細(xì)胞相仿后，相互分離并獨(dú)立生活,,94,,第二節(jié)　放線菌,是抗生素的主要產(chǎn)生菌G＋菌，細(xì)胞壁成分為肽聚糖分布情況：土壤中較多，適宜中性或偏堿性環(huán)境最佳生長溫度：28-30 ℃,可以定義為：主要呈菌絲生長和以孢子繁殖的革蘭氏陽性細(xì)菌,95,放線菌的特點(diǎn),單細(xì)胞，大多由分枝發(fā)達(dá)的菌絲組成；菌絲直徑與桿菌類似，約1mm；細(xì)胞

42、壁組成與細(xì)菌類似，革蘭氏染色陽性（少數(shù)陰性）；細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與細(xì)菌基本相同， 按形態(tài)和功能可分為營養(yǎng)菌絲、氣生菌絲和孢子絲三種。,直的,彎曲叢生,成束,開環(huán), 鉤形原始螺旋形,單輪生無螺旋,松螺旋,緊螺旋,螺旋單輪生,兩級(jí)輪生,螺旋兩級(jí)輪生,放線菌孢子絲類型,97,放線菌的生殖,98,放線菌的群體形態(tài),99,放線菌的主要類群,1、鏈霉菌屬（streptomyces）2、小單孢菌屬（micromonospora）3、諾卡氏菌

43、屬（nocardia）4、放線菌屬（actinomyces）5、鏈孢囊菌屬（Streptosporangium),100,大小相近 生長的pH相近　均為原核微生物　細(xì)胞壁組成均為肽聚糖　放線菌為絲狀菌,放線菌與細(xì)菌的比較,第三節(jié) 藍(lán)細(xì)菌,101,革蘭氏陰性 有葉綠素但無葉綠體 類囊體——進(jìn)行光合作用　 營養(yǎng)要求不高　　“先鋒生物”　 有很多具有固氮作用,藍(lán)細(xì)菌（cya

44、nobacteria)形態(tài),103,第四節(jié) 立克次氏體、 支原體、衣原體,支原體（Mycoplasma）立克次氏體（Rickettsia）衣原體（Chlamydia）革蘭氏陰性細(xì)菌，其大小和特性均介于通常的細(xì)菌與病毒之間。,寄生性,,104,,支原體（Mycoplasma）,定義：無細(xì)胞壁、介于獨(dú)立生活和細(xì)胞內(nèi)寄生生活間的最小型原核生物。,球狀體：0.2-0.25 mm，最小達(dá)0.1 mm；絲狀體最長可達(dá)150 mm，因細(xì)

45、胞柔軟且具扭曲性，致使細(xì)胞能通過孔徑比自身小得多的過濾器。,105,支原體的特性,1）無細(xì)胞壁，只有細(xì)胞膜，細(xì)胞形態(tài)多變；,2）個(gè)體很小，能通過細(xì)菌過濾器，曾被認(rèn)為是最小的可獨(dú)立生活的細(xì)胞型生物。,3）可進(jìn)行人工培養(yǎng)，但營養(yǎng)要求苛刻，菌落微小，呈典型的“油煎荷包蛋”形狀；,4）一些支原體能引起人類、牲畜、家禽和作物的病害疾病,106,立克次氏體（Rickettsia）是大小介于通常的細(xì)菌與病毒之間，具有一般細(xì)菌特征，專性活細(xì)胞內(nèi)寄生的原

46、核微生物。,專性活細(xì)胞寄生物，除五日熱（戰(zhàn)壕熱）立克次氏體（Rickettsia wolhynica） 外，均不能在人工培養(yǎng)基上生長繁殖。,體內(nèi)酶系不完全，一些必需的養(yǎng)料需從宿主細(xì)胞獲得；細(xì)胞膜比一般細(xì)菌的膜疏松； 可透性膜，使它們有可能容易從宿主細(xì)胞獲得大分子物質(zhì)， 但也決定了它們一旦離開宿主細(xì)胞則易死亡,立克次氏體(Ri

47、cketts),107,有的立克次氏體釀成嚴(yán)重疾病，如人類的流行性斑疹傷寒、羌蟲熱、Q熱等，并常伴隨著災(zāi)害、戰(zhàn)爭(zhēng)和饑餓，曾長期與人類的痛苦、災(zāi)難聯(lián)系在一起。防治：預(yù)防為主。,108,衣原體(Chlamydia),1、形態(tài)：比立克次氏體小，球形或橢圓形，直徑0.2-0.3um。 2、具有細(xì)胞壁，能通過細(xì)菌濾器 3、專性細(xì)胞內(nèi)寄生；可直接侵入。 4、無ATP產(chǎn)生系統(tǒng) 5、對(duì)抗生素敏感。不耐熱. 6.在宿主細(xì)胞內(nèi)生長繁殖具有獨(dú)特的

48、生活周期，即存在原體和始體兩種形態(tài)。 衣原體廣泛寄生于人類、哺乳動(dòng)物及鳥類，少數(shù)致病:沙眼衣原體、鸚鵡熱衣原體、肺炎衣原體,109,衣原體的生活史,,110,支原體、立克次氏體、衣原體與細(xì)菌、病毒的比較,古生菌（Archaea）,111,獨(dú)特生態(tài)類型的原核生物（產(chǎn)甲烷菌，嗜極菌等）,112,古生菌的分布,113,,在細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能上，古生菌既有類似真細(xì)菌之處，也有類似真核生物之處，還具有一些自己獨(dú)特的特點(diǎn)。,古生菌的細(xì)胞壁成分,

49、,β-1,3糖苷鍵不被溶菌酶水解,甲烷桿菌屬假肽聚糖：NAG和N-乙酰塔羅胺糖醛酸短肽：L-Glu, L-Ala, L-Lys肽橋：Glu,古生菌的細(xì)胞膜,114,古生菌的質(zhì)膜在本質(zhì)上也是由磷脂組成，但它比真細(xì)菌或真核生物具有更明顯的多樣性。,親水頭（甘油）與疏水尾（烴鏈）間是通過醚鍵而不是酯鍵連接的；,細(xì)胞膜的化學(xué)組分存在多樣性；,古生菌的細(xì)胞質(zhì)膜中存在著獨(dú)特的單分子層膜或單、雙分子層混合膜，而真細(xì)菌或真核生物的細(xì)胞質(zhì)膜

50、都是雙分子層。,,115,古生菌的細(xì)胞膜,A，一般細(xì)菌中的酯鍵B，古生菌中常見的醚鍵c，古生菌中的異戊二烯單體,復(fù)習(xí)鞏固,原核微生物分為哪六類？細(xì)菌的三種典型形態(tài)？細(xì)菌根據(jù)細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)差異分為哪兩類？區(qū)分方法？簡述原理和操作（作業(yè)）以下細(xì)菌結(jié)構(gòu)的主要功能：糖被、鞭毛、菌毛、芽孢、孢囊、伴孢晶體抗生素的最大來源？光合作用微生物？支原體、衣原體、立克次氏體：